## SINERGI Polmed : JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
Homepage jurnal: http://ojs.polmed.ac.id/index.php/Sinergi/index
TEKNOLOGI BODY DRONE

## DENGAN MENGGUNAKAN

## SOFTWARE CATIA DAN PRINTER 3 DIMENSI
Sumartono a* , Abdul Rasyid a , Andi Maju Sinaga a , Erika Putri Siahaan a , Kiki Afrimanti Silalahi a , Yusuf Akuputra Purba a a Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan, Jl. Almamater No.1, Padang Bulan, Kec. Medan Baru, Kota medan, Sumatera Utara 20155, Indonesia * E-mail: sumartono@polmed ac.id
I N F O A R T I K E L
Riwayat artikel:
Diajukan pada 14 Januari 2022 Direvisi pada 24 Pebruari 2022 Disetujui pada 24 Maret 2022 Tersedia daring pada 05 April 2022
Kata kunci: Printer 3D, Drone, Polylactic Acid Keywords:
3- Dimensional printers, Drones, Polylatic
acid A B S T R A K
Ilmu pengetahuan dan teknologi mengalami peningkatan yang sangat pesat. Pada masa revolusi industri 4.0 terutama di bidang manufaktur dimana printer 3 dimensi merupakan salah  satu  terobosan  inovasi  terbaru  dalam  dunia  teknologi  dengan  menggunakan teknologi rapid prototyping yang berasal dari data software desain CAD/CAM dengan metode menumpuk bahan lapisan demi lapisan. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) atau disebut juga drone merupakan pesawat terbang tidak berawak yang merupakan inovasi yang lahir dari kemajuan teknologi. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat body drone menggunakan printer 3  dimensi  dengan  harga  yang  lebih  efisien.  Dalam pembuatan desain body drone , menggunakan software Catia dan software creality slicer untuk proses perintah lanjutan pada printer 3D. Pengaturan parameter menu basic dan advanced pada software  creality  slicer untuk  menentukan  kualitas  dan  waktu  proses printing , pemilihan parameter dilakukan dengan cara mencetak desain dalam berbagai opsi  sebelum  mendapatkan  hasil  yang  sesuai. Hasil print  body  drone menggunakan printer 3 dimensi dibandingkan dengan body bawaan dari drone dan dilakukan pengujian terbang.  Perancangan body  drone yang  terbuat  dari  material Polylactic  Acid (PLA) dengan total waktu proses printing 18 jam 49 menit, massa 63 gram, waktu terbang 16 menit 7 detik.
A B S T R A C T
Science and technology have increased very rapidly. During the industrial revolution 4.0 , especially in the field of manufacturing where 3- dimensional printers are one of the latest  innovations  in  the  world  of  technology  by  using  rapid  prototyping  technology derived from CAD/CAM design  software  data  with  the  method  of  stacking  materials layer by layer. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) or also called drone is an unmanned aircraft that  is  an innovation  born  from  technological  advances.  The  purpose  of  this research is to make a drone body using a 3- dimensional printer at a more efficient price. In  making  the  drone  body  design,  using  the  Catia  software  and  the  creativity  slicer software to process advanced commands on the 3- dimensional printer. Setting the basic and advanced menu parameters on the creality slicer software to determine the quality and  time  of  the  printing  process,  parameter  selection  is  done  by  printing  designs  in various options before getting the right results. The results of the drone body print using a 3- dimensional printer are compared with the default body of the drone and a flight test is carried out. The design of the drone body is made of Polylactic Acid (PLA) material with a total printing process time of 18 hours 49 minutes, mass 63 grams, flight time 16 minutes 7 seconds.

## 1. PENGANTAR
Revolusi industri 4.0 industri mengalami perkembangan yang sangat pesat, terutama di bidang mesin dan manufaktur. Desain produk menjadi  sangat  penting  karena  inovasi  dan  komersial  produk-produk  yang  dihasilkan  oleh  industri. Printer 3  dimensi  menggunakan teknologi rapid  prototyping yaitu  teknologi yang  berasal  dari  data software desain  CAD/CAM  dan slicer menggunakan  metode yang menghasilkan suatu produk dengan cara menumpuk bahan lapisan demi lapisan. Seiring dengan perkembangan teknologi, printer 3 dimensi dibutuhkan dalam dunia industri dan juga dunia pendidikan dalam membantu proses pembelajaran maupun praktikum. Penggunaan aplikasi pada printer 3 dimensi sangat diperlukan untuk menghasilkan produk berkualitas yang sesuai dengan dimensi yang diinginkan. Tahapan sederhana dalam pembuatan produk di printer 3 dimensi yaitu, pembuatan desain tiga dimensi menggunakan software CAD/CAM dan
disimpan dengan format . stl (Ma’ruf Rozaqi, dkk., 2020) . Selanjutnya pembuatan lapisan-lapisan gambar untuk perintah kerja dalam mesin cetak  menggunakan software  slicer dan  disimpan  dengan  format g.code .  Dalam  mengantisipasi  kegagalan  salah  cetak  dalam  proses printing , perlu untuk memahami penggunaan dari software yang digunakan Unmanned Aerial Vehicle (UAV) atau disebut juga drone merupakan pesawat terbang tidak berawak yang merupakan inovasi yang lahir dari kemajuan teknologi (Kumara Sadana Putra dan Ulin Ranicarfita Sari, 2018). Drone digunakan hanya untuk kepentingan militer, pengunaannya terbatas dan tidak mudah untuk dioperasikan. Pada saat ini drone sudah sangat populer bahkan menjadi sebuah tren kamera dan fotografi. Drone memiliki manfaat di berbagai bidang yaitu,  untuk  mencari  korban  bencana  alam,  untuk  menegakkan  hukum,  sebagai  alat  untuk  membantu  perawatan  infrastruktur,  untuk mengawasi area yang luas, untuk penelitian, untuk perfilman dan sebagainya. Drone terdiri dari dua jenis yaitu fixed wing drone (tunggal) dan multicopter drone (ganda). Komponen utama drone yaitu, flight controller, brushless DC motor, remote control , baterai, frame, ESC, dan propellers (Mhd Daun Pinem, 2014). Harga komponen pada drone beragam mulai dari terendah hingga tertinggi, tergantung dari jenis drone yang digunakan sehingga konsumen menginginkan komponen original maupun modofikasi frame/ body dari drone dengan harga yang terjangkau, maka diperlukan teknologi pembuatan produk yang dapat mencetak frame/ body dari drone dengan harga terjangkau yaitu dengan menggunakan mesin printer 3 dimensi (Saputra, Onery Andy Saputra, 2019). Internet of Things (IoT) dan Cyber-physical systems (CPS) mampu saling berkomunikasi dan bekerja sama secara real time termasuk dengan manusia. Internet of Things (IoS) adalah semua aplikasi layanan yang dapat dimanfaatkan oleh setiap pemangku kepentingan baik secara internal maupun antar organisasi (Mario Hermann, dkk, 2016). Terdapat enam prinsip desain industri 4.0 yaitu interoperability , virtualisasi, desentralisasi, kemampuan real time , berorientasi layanan dan bersifat modular Printer 3 dimensi adalah sebuah alat pabrikasi komputer dekstop atau manufaktur aditif yang digunakan untuk proses prototyping dimana membuat benda nyata dari desain 3D (Hoedi Prasetyo dan Wahyudi Sutopo, 2018). Penggunaan printer 3D di Indonesia mulai disoroti karena alat ini mempermudah manusia dalam membuat prototype .  Pada  umumnya  pembuatan prototype membutuhkan  waktu  yang  lama,  hal  ini  dikarenakan  pembuatan prototype melalui beberapa tahapan dari pembuatan desain hingga finishing. Tipe printer 3 dimensi yang digunakan dalam penelitian ini adalah tipe material Extrusion atau  mesin  jenis  FDM  ( Fused  Deposition  Modelling )  yang  memiliki  spesifikasi build  size: 220  ×  220  ×  250  mm, machine size : 440 ×  440 × 465 mm dan rated power : 270 W

## 1.1. Drone
Drone terbagi menjadi beberapa jenis berdasarkan baling baling, yaitu sebagai berikut:

## 1.1.1 Fixed wing drone (Tunggal)
Drone jenis ini berbentuk seperti pesawat komersial dan digunakan untuk proses yang cepat, daya jangkau lebih cepat serta lebih luas, biasanya untuk pemetaan ( mapping ) atau konsepnya seperti scanning . Drone jenis fixed wing memiliki energi lebih irit baterai karena single baling baling (Yandri, dkk., 2020).

## 1.1.2 Multicopter drone
Drone jenis ini memiliki baling-baling lebih dari satu, semakin banyak baling-baling maka drone akan semakin stabil dan aman. Keuntungan dari drone jenis ini adalah mekanisme rotor yang lebih sederhana untuk control penerbangan, tidak seperti fixed wing drone yang  menggunakan  rotor pitch variabel  kompleks  yang pitch nya  bervariasi  ketika  baling-baling  berputar  untuk  stabilitas  dan control penerbangan terdapat pada Gambar 1. Multicopter sering menggunakan bilah pitch tetap dengan memvariasikan kecepatan relatif setiap rotor untuk mengubah daya dorong dan torsi yang dihasilkan oleh drone (Wahyuni, 2015). Jenis drone dari baling-baling terdiri dari 3 baling-baling  ( tri  copter ),  4  baling-baling  ( quad  copter ),  6  baling-baling  ( hexa  copter ),  8  baling-baling  ( octa  copter) (Effendi  Dodi Arisandi, 2014)

## 2. METODE

## 2.1 Diagram Alir
Pembuatan body drone dengan menggunakan software catia dan printer 3 dimensi ditunjukkan pada Gambar 2 sebagai berikut:

## Gambar 2 Diagram alir pembuatan body drone

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pengukuran Dimensi Body Drone
Body drone dipisahkan satu persatu dengan komponen lainnya untuk memudahkan pengukuran dimensi dari body drone tersebut. Pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur seperti, penggaris, busur, mal lingkar, jangka sorong, dan objek yang akan diukur.
Pengukuran objek Penggambaran di aplikasi CAD Converting format STL Membuat perintah pencetakan di software sciler File g.code Mulai Analisis data dan pembahasan Pencetakan menggunakan printer 3D Selesai
Setelah  didapat  ukuran-ukuran  dari body  drone yang  diinginkan  maka  langkah  selanjutnya  adalah  pembuatan  desain  dari drone menggunakan software catia. Setelah melalui pembuatan yang panjang diperoleh desain body bawah drone. Desain body drone terdapat pada gambar 4-gambar 7 seperti gambar di bawah ini.
Gambar 4: Tampak isometric body bawah dari drone
Gambar 5: Tampak isometric body atas dari drone
Gambar 6: Tampak isometric body lengan
Gambar 7: Tampak isometric body lengan bawah dari drone

## 3.2 Assembly Design
Assembly adalah pemasangan beberapa par t yang digambar terlebih dahulu satu persatu yang kemudian dipasangkan menjadi  satu bagian. Gambar assembly design dari drone yang telah dibuat dapat dilihat pada gambar  8 dibawah ini. Toolbar yang digunakan dalam assembly design yaitu (fix component, coincidence constrain, contact constrain, angle constrain, dan update all ).

## 3.3 Converting Format STL
Dalam proses slicing di aplikasi slicer format file yang dibutuhkan berbentuk mesh file (.STL, .OBJ, .DAE, .AMF). Format file dari  perancangan  desain  dari drone yang  telah  dibuat  di Catia adalah. CATPart sehingga  tidak  bisa  dibuka  di  aplikasi slicer. Untuk membuka file rancangan di aplikasi slicer maka dilakukan penggantian format ke .STL dengan cara :
1. Buka file rancangan desain di aplikasi Catia (.CATPart) 2. Pilih menu file 3.
Pilih save as 4. Pada save as type pilih format. STL

## 3.4 Proses Slicing di Software Creality Slicer
Proses slicing adalah agar desain yang sudah disiapkan dapat dibuat dan diproses di mesin printer . Rancangan desain yang telah berformat .STL harus melalui proses manipulasi sehingga nantinya memiliki informasi pengaturan kerja mesin. Langkah-langkah proses slicing desain body drone yang telah dibuat sebagai berikut :

## 3.4.1 Setting awal creality slicer
Tampilan utama dari creality slicer pada gambar 9 dibawah ini yaitu
(a) Biru muda adalah support
(b) Biru tua adalah travels nozzle
(c) Merah adalah shell
(d) Kuning adalah infill
Gambar 9 : Tampilan utama creality slicer
Buka aplikasi creality slicer dan pilih toolbar load . Pilih file desain body bawah drone yang akan di slicing , maka tampilan akan terlihat seperti gambar 10 sebagai berikut:
Data yang dihasilkan dari parameter yang digunakan adalah : 1. Terdapat 180 layers
2. Filament yang digunakan 9,96 m 3. Berat 30 gram
4. Waktu proses printing 5 jam 3 menit
Pilih toolbar rotate untuk memutar desain, pilih sumbu warna merah dan putar sebesar 180 o , maka tampilan desain akan tampak seperti gambar 11 di bawah ini.
Gambar 11 : Pengaturan posisi printing body atas drone

## 3.5 Proses Printing Menggunakan Printer 3 Dimensi
Printer 3 dimensi harus dipersiapkan sebelum menjalankan proses mencetak desain yang telah dibuat. Langkah-langkah persiapan printer 3D yaitu : 1. Memastikan ketersedian daya listrik yang dibutuhkan.
2. Loading filament,
a) Preheat
Preheat PLA di printer 3 dimensi dengan cara, tekan control knob – prepare – preheat PLA.
Gambar 12 : Tampak ujung filament keluar dari nozzle
3. Bed levelling
Bed levelling merupakan kalibrasi jarak antara nozzle dan print bed . Kalibrasi dilakukan untuk menghasilkan permukaan cetak yang rata dan hasil ukuran print yang sesuai dan hasil print body atas drone terdapat pada gambar 13. Setelah hasil print selesai, maka perlu dilakukan finishing dengan cara melepaskan bagian support dari hasil printing dan menghaluskan permukaan yang diperlukan menggunakan kertas pasir pada tiap hasil printing .
Gambar 14 : Tampak bawah hasil print body atas drone
Gambar 15 : Tampak atas hasil print body bawah drone
Gambar 16 : Tampak samping hasil

## 3.6 Pemasangan Komponen
Proses finishing dilakukan dan pemasangan komponen pada body drone yang telah dicetak ditunjukkan pada gambar 17-20.
Gambar 17 : Pemasangan kamera pada body bawah drone
Gambar 18 : Pemasangan komponen utama pada body bawah drone
Gambar 19 : Pemasangan motor pada lengan atas drone
Gambar 20 : Pemasangan lengan drone pada body bawah drone

## 3.7 Pengujian Terbang
Semua komponen dipasangkan dan dilakukan pengujian terbang di area lapangan yang cukup luas agar drone tidak mengalami kerusakan dan tidak mengganggu kenyamanan sekitar.
Gambar 20 : Tampak drone saat mulai akan terbang
Gambar 22: Tampak drone saat terbang
Adapun desain drone yang terbang drone di lapangan memiliki waktu proses printing terdapat pada Tabel 1.
Tabel 1 : Tabel waktu proses printing Desain Waktu Jumlah Total Body atas 4 jam 50 menit 1 4 jam 50 menit Body bawah 5 jam 3 menit 1 5 jam 3 menit Lengan atas 1 jam 23 menit 4 5 jam 32 menit Lengan bawah 51 menit 4 3 jam 24 menit Total keseluruhan 18 jam 49 menit
Hasil perancangan dan pembuatan desain body drone menggunakan  aplikasi Catia dan  mesin printer 3 dimensi  memiliki sistem  yang menggunakan aplikasi Catia V5R21 . Adapun tipe material yang digunakan adalah extrusion atau mesin jenis Fused Deposition Modelling (FDM). Komponen-komponen yang digunakan berasal dari drone dengan merek visuo battle shark . Pengukuran dimensi body drone dan pengaturan parameter di aplikasi slicer mempengaruhi kualitas hasil print yang telah dirancang di aplikasi Catia. Tebal material dari body drone berpengaruh terhadap massa yang dihasilkan, tebal material yang digunakan adalah absolute minimum 0,85 mm dengan total massa 63gram dengan total waktu keseluruhan pada proses printing desain body drone adalah 18 jam 49 menit. Simulasi analisis pada body drone menggunakan aplikasi Catia menghasilkan bentuk deformation, von mises stress , displacement , area , volume , dan mass . Perbandingan waktu terbang dari body drone yang diuji terdapat pada Tabel 2.
Tabel 2 : Uji terbang desain drone
Nama Massa (gr) Waktu Terbang Desain drone bawaan 49 17 menit 20 detik Desain drone print 63 16 menit 7 detik

## 4. KESIMPULAN
Catia (CAD/CAM) dipakai pada sejumlah industri manufakturing untuk membuat produk, suku cadang, peralatan dan banyak lagi. CATIA tergolong lebih canggih dibandingkan kebanyakan saingan lain dengan sejumlah besar jajaran fasilitas, fungsi, dan kemampuan. Aplikasi Catia (CAD/CAM) untuk pembuatan desain produk dengan pengetahuan dalam menggunakan aplikasi slicer untuk proses lanjutan dari rancangan desain yang telah dibuat. Produk yang dibuat menggunakan pengoperasian mesin printer 3 dimensi. Pemilihan jenis filament disesuaikan berdasarkan kebutuhan yang akan dibuat dan dilakukan dengan percobaan secara berulang sebelum mendapatkan hasil yang sesuai. Adapun tebal material dari body drone berpengaruh terhadap massa yang dihasilkan yaitu absolute minimum 0,85 mm dengan total massa 63 gram dan total waktu keseluruhan pada proses printing desain body drone adalah 18 jam 49 menit. Proses printing dan print bed harus dikalibrasi untuk mendapatkan dimensi yang sesuai dari rancangan dan diperlukan pengawasan secara berkala untuk menghin dari kondisi tertentu (daya mati, filament habis, software error ).

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan Terima kasih Para penulis dengan penuh rasa syukur menyampaikan penghargaan dan mengucapkan terima kasih atas dukungan finansial yang diberikan oleh Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi melalui dana DIPA Politeknik Negeri Medan Tahun 2018.

## DAFTAR PUSTAKA
Effendi Dodi Arisandi. (2014). Kemudahan Pemrograman Mikrokontroller Arduino Pada Aplikasi Wahana Terbang. The 3rd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE) 3, 45-48.
Hermann,  M.,  Pentek,  T.  &  Otto,  B.  (2016)  Design  Principles  for  Industrie  4.0  Scenarios. Proceedings  of  49th  Hawaii  International Conference on System Sciences HICSS 1 , 3928-3937.
Pinem, M.D. (2014). Si Jago Desain CATIA. Bandung. Wahana Ilmu Kita.
Prasetyo, H., Wahyudi, S. Industri 4.0: (2018). Telaah Klasifikasi Aspek dan Arah Perkembangan Riset. Jurnal Teknik Industri 13 , 17- 26.
Putra, K.S., Sari, U.R. (2018). Pemanfaatan Teknologi 3D Printing Dalam Proses Desain Produk Gaya Hidup. Seminar Nasional Sistem Informasi dan Teknologi Informasi 1 , 1-6.
Rozaqi, M., Wahyu, H., Rasyid, D., Pambudi, W., & Cahyandari, D. (2020). Pemodelan Dental Implant Menggunakan Mesin 3D Printer (Fused Deposition Modeling) Dengan Filament PLA . Prosiding Seminar Nasional Unimus 3 , 2020, 880-885.
Saputra, O. A. (2019). Pengoperasian Mesin Cetak 3DI. Surakarta. Wade Group.
Wahyuni. (2015). Desain dan Analisa sistem Kendali Gerak Cross Coupled Pada Sistem Propulasi AUV. Surabaya. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Yandri, Gani, M.H., Masta, P.K., Syahdiza, E., Rahman, F. (2020). Pengaruh Drone Terhadap Perkembangan Karya Seni Budaya Fotografi Arsitektur. Jurnal Kata: Penelitian tentang Ilmu Bahasa dan Sastra 4 , 1-10.